石油化工企業火災撲救處置要點分析

＊申茂慶

（北京市大興區消防救援支隊 北京 102600）

引言

石油化工是指以石油為原料從事化學品生產加工的工業領域，廣義上石油化工包括石油煉制、石油化工和天然氣化工[1]。石油化工涉及產品眾多，石油氣裂解可以生產小分子烴類、烯烴和芳烴，由烯烴可以向下衍生出相應的醇、醛、酸類及環氧化合物等多種化學品，苯及同系物可以進一步合成氯苯、硝基苯、磺酸基苯、苯酚等芳香烴物質，而烯烴、芳香烴經過一系列變化可以生產合成橡膠、合成纖維、工程塑料、顏料涂料、洗滌劑、粘合劑等多種工業產品。這些工業產品共同組成了能源化工和材料工業的產業體系，對于國家工業化發展具有重要意義[2]。

石油化工行業生產具有以下特點：一是，生產工藝伴隨著高溫高壓、易燃易爆炸的特點；二是，多數產品有毒有害，對皮膚、呼吸道和消化道具有刺激、腐蝕作用；三是，工業化連續性生產，大型生產裝置多，工藝流程繁瑣，生產環境較為惡劣；四是，產品多樣，不同的產品性能不同，對儲存和使用的具體要求各異。無論是石油化工產品本身，還是石油化工生產過程以及運輸儲存過程都存在火災發生的誘因，極易導致石油化工企業發生火災事故，為火災撲救工作帶來很大挑戰。因此，需要認真分析石油化工行業火災危害的類型，結合火災特征和險情特點，提出針對性救援滅火方案，從而最大可能地降低石油化工行業火災帶來的損失。

1.石油化工行業火災危害類型

(1)多數易燃

石油化工行業涉及到的原料、中間產品和最終產品基本都是有機物，從物料的化學結構上看，其主要組成元素是C元素和H元素，偶有O、N、S等雜原子摻雜其中，C元素和H元素的結構組成造成有機物達到相應燃點都可以燃燒，而雜原子由于原子電負性比較強，局部增加有機物整體的不穩定性，進一步加劇有機物被氧化的過程。從石油化工企業的裝置看，除臥式換熱器、流體泵、空氣壓縮機等少數裝置外，大多數化工裝置和物料儲罐基本上以豎直排列為主，高大密集充分利用空間效率，但是對石化企業火災撲救造成很大困難。易燃物料容易向四周流淌，迅速形成大面積的火災；烈火炙烤附近裝置，造成附近裝置金屬強度降低而垮塌；密集排列的裝置孔洞較多，火借風勢更不容易控制，引發立體火災。

(2)易爆炸風險

石油化工裝置的爆炸根據性質不同可劃分為物理爆炸和化學爆炸。物理爆炸通常是操作不當，由于溫度、壓力超標或靜電聚集，能量得不到及時釋放而發生的爆炸；化學爆炸是可燃物達到爆炸極限，氧化反應的能量聚集在有限的空間內而產生的爆炸。石油化工企業多見于化學爆炸，比如管線中可燃蒸汽與空氣混合發生爆炸，格氏試劑、活潑金屬等接觸含活潑氫的物質而發生爆炸，硝基苯、磺酸基苯等強氧化劑遇見還原劑發生爆炸。石油化工裝置發生爆炸沖擊波除了對人員和設備帶來直接危害，飛濺物料、機械碎片也可能拋向四周，造成二次傷害，因此，石化企業火災救援過程應盡量避免火災導致更嚴重的爆炸事故。

(3)含有毒物質

石油化工企業的生產、輸送和儲存等環節都圍繞化工物料展開，其中許多化學物質含有不同程度的毒性，比如，吸入大量乙醇和甲醚會引起嗜睡、渾身無力等癥狀，甲苯、二甲苯具有麻痹中樞神經的作用，不慎接觸后輕者頭暈目眩、胸悶乏力，嚴重者會造成精神萎靡、記憶減退等神經衰弱癥候。此外石化企業火災發生過程中，一些含雜原子物質燃燒過程也可能產生有毒物質，例如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，當被困事故危險區域較長時間，就可能發生人員中毒甚至危及生命。

(4)低溫凍傷

石油化工企業的火災救援過程也有可能會發生低溫凍傷事故，主要原因是救援人員靠近高壓低溫儲罐而沒有做好相應保護措施，主要見于空分裝置、液化烴類儲罐、液化天然氣儲罐。空氣分離裝置儲存的液氮臨界溫度為-147.05℃，液氧臨界溫度為-119.15℃。常見的液化烴類包括C2～C4烷烴或烯烴，沸點溫度都在0℃以下（標準狀態下）。液化天然氣經過石油裂解、重整、純化處理后得到，其常壓下沸點為-162℃，工業上為了節省成本通常采用適當加壓提升其沸點的辦法儲存。正是由于物質結構決定上述物質加壓低溫存儲的性質，而低溫加壓裝置在火災撲救過程又會給救援人員造成凍傷傷害，需要引起特別的注意。

(5)其他傷害

石油裂解的重質組分由于工藝技術原因會存在一定量水分，當石化火災蔓延至重質油附近時，高溫導致重質油中的水分迅速氣化，產生的動能推動表層重質油向四周飛濺，遇見周圍空間的易燃物還會引起燃燒。據不完全統計，對于一些石化企業大型的重質油儲罐，因火災噴濺作用，重質油殘骸可以順風飄散100m左右。此外，石化企業火災持續時間長，裝置金屬部分因為高溫炙烤，抗壓力強度和穩定性會下降，而普通鋼材料在700℃下10min左右，其抗壓強度基本喪失，鋼架結構會發生嚴重變形，此時很容易發生裝置、管道和儲罐破損和垮塌。石化企業火災救援還要注意灼傷、擦傷等意外傷害，只有充分認識石化企業火災危險來源，才能在救援行動中避免由此帶來的不必要傷害。

2.石油化工行業發生火災的災情特點

（1）易燃易爆，火情多變。石油化工企業發生火災后，由于化工原料、產品高度易燃，容易形成大面積的高溫燃燒區域，同時火勢順著管道內殘存的物流流竄，迅速發展成為更大的火勢，進一步增加過火面積。石化裝置發生火災通常伴隨著爆炸，帶火焰的可燃物四處飛濺，引燃周邊易燃物，增加了事故救援的難度。特別是對于設備、管線較為密集的區域，混雜的多種物料在狹小空間劇烈燃燒更容易引起爆炸。總之，復雜的火情給救援工作帶來巨大挑戰。

（2）有毒有害，災情復雜。不同于常規的火災事故，石油化工企業發生的火災，在燃燒、爆炸過程中會釋放出有毒有害氣體，使救援人員很難靠近火災發生區域，需要配備專用的防火防毒消防設備。此外，在石化企業發生火災附近，要裝備毒性污染物監控裝置，不僅要保證火情得到有效控制，還要兼顧污染物對周圍大氣、水源與土壤造成的危害，避免片面強調救火，而忽視對自然環境造成的損害。同時對于釋放有毒物質的跑、冒、滴、漏的管道和設備，如何根據火災現場形勢準確判斷泄露的具體位置，對于整個火災救援過程顯得尤為重要。

（3）工藝復雜，不可控因素多。石油化工企業存在交錯縱橫的管道網絡，連接著各種反應裝置、分離裝置、換熱裝置以及工藝回收裝置，各種裝置的工作條件不同，材料的耐高溫、抗爆炸沖擊的強度不同，一旦某處發生火災險情，及有可能導致附近的耐高溫性能弱、抗壓力沖擊差的裝置也發生火災。此外，許多化工生產需要在高溫、高壓條件下進行，火災發生時高溫物料來不及冷卻，而火災高溫極有可能繼續促進化學反應更加劇烈的進行，增加了石化企業火災救援的難度。

（4）持續時間長，撲救消耗大。石油化工企業火災伴隨著爆炸，高溫加快了有毒有害物質產生，爆炸導致可燃性物料和機械部件向四周拋灑飛濺，火災短時間內不能得到有效控制，還會導致金屬部件強度性能下降，出現大型裝置設備垮塌事故，這些都給火災救援和裝置搶救工作造成很大阻礙。同時化工生產流程繁多，工藝條件各不相同，單純依靠消防隊伍很難快速控制火勢，此時需要企業工程技術人員的配合，提供生產工藝的技術資料，研判裝置及物料的現場情況，采用科學的滅火方法、專業的滅火器材，盡早盡快控制火勢發展范圍，減少不必要的人力、物力的耗費。

（5）次生傷害頻發，救援風險高。面對石化企業火災事故，救援人員無時無刻不是身處高溫炙烤，此外還有火災引發的爆炸沖擊，有毒有害物質持續排放，燃燒物的飛濺噴射，管道設備的垮塌傾覆。由于火災引發的次生災害頻發，考驗著救援隊員臨危受命的勇氣，更考驗著救災指揮員的領導力和判斷力。如何在石油化工企業火災發生現場及時匯總事故信息，客觀分析危險源位置，準確判斷火災規模和程度，科學制定滅火戰略與措施，將成為決定火災撲救的關鍵性因素[3]。

3.石油化工裝置火災撲救的應對策略

（1）評估災情，明確撲救重點。面對石油化工企業火災，全面評估災情，制定撲救方案，是打贏火災撲救戰斗的首要因素。救援人員到達現場后，第一時間詢問火情位置、原因及裝置狀況，并派出觀察小組從地面、空中兩個方向偵察火勢發展情況，從而對火場變化做出合理準確的判斷。救援指揮部人員要沉著冷靜、不急不燥，嚴判火災對附近高溫高壓裝置與易燃易爆化學品的影響，防止火勢蔓延發生二次事故。在了解企業裝置工藝條件和火災附近危險源的基礎上，結合現有資料對火勢走向進行預判，整合附近火災撲救人員和設備，統一指揮各種救援力量，按照相關救援方案開展火災救援工作。

石油化工企業火災救援方案要突出重點工作，那就是全力避免火災事故演變成燃爆事故。面對短時間內難以撲滅的火災，應該及時給火災核心區域裝置進行冷卻降溫，防止設備因為燃燒的熱輻射能力不能及時消散而產生劇烈的爆炸。進行冷卻防爆操作要注意撲救的持續性和連貫性，對于裝置設備的明火，及時利用泡沫噴射的方法，對火勢核心區域進行覆蓋，阻斷燃燒發生的條件，有效抑制火勢蔓延。對于裝置冷卻環節，可以按照上下左右周期性、規律性進行灑水作業，按照設備重要程度、火勢嚴重程度等因素綜合確定灑水降溫的范圍，同時要避免急冷和冷卻局部位置引發材料熱脹冷縮而爆裂，造成企業設備二次受損[4]。

（2）組織力量，控制火災發展。石化企業火災救援工作任務繁重，必須調集公安、消防、交通等多部門人員協同參與，按照既定部署開展撲救活動。石油化工企業火災救援行動刻不容緩，一旦確定了行動方案，必須堅決執行，務必降低火災造成的損失，切實保證人民的生命及企業的財產安全。救援指揮部按照救援戰略部署及時派出救援力量，根據不同專業、不同分工，有順序、分批次開展救援行動，避免救援力量分散施救、各自為戰而降低火災的撲救效率[5]。由于石油化工企業火災不同于普通火災，必須要求經驗豐富的專家學者成立火災救援顧問組，為火災撲救和災后評估提供技術支持，達到盡快撲滅火情，減少人員和財產損失的目的。控制石化企業火災的難點是開閉相關閥門，包括主管閥門、旁通閥和泄壓閥等，防止物流隨管道流通，導致火情蔓延及反復。這就需要救援指揮人員會同企業工程技術人員，提前預判物流位置和火災蔓延方向，掌握關鍵閥門的位置，一旦火情穩定，立刻組織力量執行閥門開閉任務，從而將火災限制在可控范圍內。

（3）靈活戰術，疏堵結合抗火災。石油化工企業火災火情不是一成不變的，應該根據火災現場形勢的變化，及時調整撲救策略。在開始火災撲救時，要了解火災燃燒的物料，采取針對性的滅火手段，比如針對存放活潑金屬、格氏試劑的倉庫，很容易與水發生化學反應而放出熱量，特別是活潑金屬與水反應后生成氫氣，如果直接采用噴水滅火，很容易助長火勢，發生更大的危險。對于滅火戰術的安排，一方面設置火災變化情況的觀察哨，利用相關儀器設備動態觀測火情，及時給附近救援人員提供火情變化信息，當火災逼近時及時提醒救援人員撤離；另一方面，采取靈活的撲救方法，根據不同物料著火采取不同滅火介質，結合裝置著火情況選擇滅火策略。針對火災持續時間長，存在金屬材料性能下降而發生變形、折斷的風險，及時掌握火災導致裝置性能變化的程度，采取靈活戰術應對突發情況。

控制石油化工企業火災要堅持疏堵結合的原則，嚴密監視火場火情的細微變化，防止火情反復。堵漏是針對泄露的管道和裝置發生易燃、易爆、有毒、有害物料泄露的位置，阻斷其向周圍空間擴散的趨勢。采用膠粘劑和金屬焊接是常規的堵漏方式，而帶壓堵漏就需要借助一定工具，比如夾具、塞子、高強度密封膠等。疏轉作業是將裝置內部殘存的物流及時轉移，排至回收管、放空管、備用管，并最終轉移至安全的儲槽或無害化處理。

（4）后勤保障，滿足持續性救援。石化行業火災具有持續時間長、火勢發展快、存在爆炸和毒性物釋放的特點。在石化行業火災撲救過程中，要及時保障救援物資充沛，救援設備隨見隨用。對于滅火材料，其中泡沫滅火材料和冷卻水的用量較大，堅持固定滅火為主、移動滅火為輔的原則，合理搭配使用固定、半固定泡沫系統與冷卻水噴灑進行滅火，保證對明火的全覆蓋，對著火核心區域和核心裝置的持續性灑水降溫，必要時調集區域自來水管網來保障供水。對于消防物資設備，按時按量及時補充，本著對救援人員負責，對企業財產負責，對人民群眾生命財產負責的精神，調動周邊可用的救援物資設備，爭取一次性撲滅大火，防止火情反復帶來的二次傷害[6]。

（5）技術創新，開展智能化救援。在石化企業火災救援過程中，及時引進先進的技術裝備，加強消防人員對新型滅火裝備的培訓，提高其操作新型設備的能力和水平，從而不斷提高火災撲救的效率。近年來，在有條件的地區引進了新型遠程消防供水系統，提高了消防用水供應效率，采用大噸位水罐消防車提高了針對大型火災的應變能力，智能化移動水炮減少了人員暴露，使救援人員在較為安全距離操控滅火設備。同時，伴隨著智能化、信息化技術的成熟，新一代衛星通訊指揮車、消防機器人也逐漸普及，大大提升了滅火工作從機械化向智能化發展的進程。

4.結束語

綜上所述，不同于普通民房火災，石油化工企業發生的火災具有易燃易爆、有毒有害、燃燒迅速、火情復雜等特點，給火災救援工作帶來巨大挑戰。因此，在撲救石油化工企業火災的過程中，認真評估險情，結合石油化工行業生產管理特點，確定冷卻防爆、關閉閥門。疏堵結合的救援原則，根據現場火情和裝置受損情況，確定火災撲救方案，制定靈活的撲救戰術，組織力量迅速撲救，保障救援人員物資供應，更新技術裝備開展智能化救援，全力保障火災救援工作的順利開展。同時，石化企業火災救援工作要著眼實際，戰術靈活，不僅要及時控制火勢，防止火勢蔓延造成二次災害，還要兼顧人員安全，將企業資產損失降至最低水平，為推進石油化工企業災后重建工作提供必要支持，促進石化行業持續性發展，為國民經濟的平穩、健康運行做出應有的貢獻。